科学家发现 200 万个活跃黑洞、爆发恒星等高能天体，人类已知 X 射线源数量翻倍

IT之家 8 月 13 日消息，天文学家几乎将已知宇宙 X 射线源的数量增加了一倍，为人类迄今最全面地了解宇宙中最炽热、能量最强的天体提供了重要数据。由德国主导的 eROSITA X 射线望远镜发布了第二次大型公开数据集，其中包含近 200 万个能够发出 X 射线的天体，包括超大质量黑洞、星系团、恒星以及其他极端宇宙现象。马克斯 · 普朗克地外物理研究所表示，这份前所未有的数据集被称为 DR2，将帮助天文学家研究黑洞如何成长、星系如何演化，以及宇宙中最大尺度结构是如何形成的。“DR2 是迄今为止我们拥有的最完整 X 射线天空图谱，为对宇宙天体群体开展可靠的统计研究打开了大门。”eROSITA 仪器地面系统负责人、DR2 数据论文第一作者 Miriam E. Ramos-Ceja 在声明中表示。这次新发布的数据整合了 eROSITA 在最初 556 天内完成的 3 次全天空扫描观测结果。这使天文学家能够发现越来越暗弱的 X 射线源，其中许多目标此前的巡天观测都未能探测到。在近 200 万个探测源中，超过 190 万个属于点状 X 射线源，其中大多数是正在吞噬物质的活跃超大质量黑洞，以及位于银河系内的恒星。这些黑洞为天文学家研究星系在数十亿年宇宙历史中的成长和演化提供了窗口，而恒星 X 射线源则能够帮助研究人员了解从恒星活动到恒星生命周期等一系列现象。另外约有 6.4 万个 X 射线源属于扩展天体，包括大质量星系团、附近星系以及恒星爆炸后留下的发光残骸，也就是超新星遗迹。星系团尤其具有研究价值，因为它们能够追踪宇宙中最大尺度的结构，帮助科学家研究暗物质和暗能量如何影响宇宙演化。与可见光不同，X 射线能够揭示宇宙中一些能量最为强大的环境。物质在落入黑洞的过程中，会在穿越事件视界之前被加热到数百万摄氏度；中子星、超新星遗迹以及充满星系团的巨大高温气体储库，也都会产生强烈的 X 射线辐射。如此庞大的数据目录，为研究高能宇宙提供了一个强大的全新数据集。由于近 200 万个 X 射线源都是在相同观测条件下发现的，天文学家可以借此研究超大质量黑洞在数十亿年间如何成长，绘制星系团的分布图，从而更好地理解宇宙的大尺度结构，还可以寻找那些原本可能被忽略的罕见或异常天体。大型、统一标准的巡天观测还能够让科学家更加容易地比较不同类型天体，并发现小规模观测难以揭示的长期变化趋势。eROSITA 拍摄的西部 X 射线天区完整影像IT之家注意到，此次数据发布还包含许多 X 射线源对应的光学和红外观测数据。这些信息能够帮助天文学家判断每一个天体究竟是附近的恒星、遥远的星系、正在活跃吞噬物质的超大质量黑洞，还是其他类型的高能宇宙现象。根据官方声明，在已经找到对应天体的那部分数据中，约 88% 是包含正在活跃吸积物质的超大质量黑洞的遥远星系。“探测到 X 射线只是第一步。”eROSITA 项目发言人、后续观测工作组主席 Mara Salvato 表示，“通过将 X 射线源与其他波段的对应天体联系起来，我们可以确定这些天体究竟是什么、它们位于宇宙距离尺度的什么位置，并以前所未有的规模建立干净且定义明确的天体样本。”虽然 eROSITA 已于 2022 年初停止进行科学观测，但在此之前完成的大量全天空扫描，为后续继续发布公开数据奠定了基础。研究人员表示，下一次数据发布，即 Data Release 3（DR3），计划于 2028 年推出。目前，eROSITA-DE DR2 数据目录已经可以在线查看。